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多层片式陶瓷电容器(MLCC)基础知识

作者:佚名    文章来源:网络    点击数:1852    更新时间:2023/7/2

1.MLCC与其它种类电容器对比

  电容的种类有很多,可以从原理上分为:无极性可变电容、无极性固定电容、有极性电容等,从材料上分主要有:CBB 电容(聚乙烯) ,涤纶电容、瓷片电容、云母电容、独石电容(即贴片电容或MLCC)、电解电容、钽电容等。下表是各种电容的优缺点: 

各 种 电 容 的 优 缺 点 比 较
名称 极性 制作 优点 缺点
无感 CBB电容 聚丙乙烯塑料和金属箔交 替夹杂捆绑而成。 无感,高频特性好。 不宜做大容量电容;价 格较高; 耐热性能较差。
CBB电容 聚乙烯塑料和金属箔交替 夹杂捆绑而成。 有感,高频特性好, 体积较小。  
瓷片电容 薄瓷片两面银电极制成。 体积小,耐压高。 体积大;易碎;容量低
独石电容 陶瓷介质膜片与印刷电极 交替叠压,高温共烧制成 体积小,适用于 SMT;高频特性好。  
电解电容 铝带和绝缘膜相互层叠, 转捆后浸渍电解液而成。 容量大。 高频特性不好, 耐压低。
钽电容 用金属钽作为正极,在电 解质外喷金属负极。 稳定性好,容量大, 高频特性好。 高频特性不好, 耐压低。

2.MLCC与其它种类电容器对比

  A. 结构示意图

MLCC结构示意图 

  B. 原理公式:              C = K×M×N / T

  K:介电常数  
C:容量 M:正对面积 T:介质厚度
  N:叠层层数  

  C. 各组成部分功能解释

   陶瓷介质:电场作用下,极化介电储能,电场变化时极化率随之发生变化,不同介质种类由于它的主要极化类型不一样,其对电场变化的响应速度和极化率亦不一样。

介质类型 TCC特性 主要极化类型 极化率对比(?值) 电场响应速度
I 类介电陶瓷 COG 离子极化 较小<100 很快
II 类介电陶瓷 X7R 铁电畴 较大1000~5000 较慢
Y5V(Z5U) 铁电畴 很大>10000

  内电极:它与陶瓷介质交替叠层,提供电极板正对面积;

PME-Ag/Pd :主要在X7R和 Y5V中高压MLCC产品系列中,材料成本高。 
BME-Ni:目前大部分产品均为Ni内电极,材料成本低,但需要还原气氛烧结。

  端电极

基  层:铜金属电极或银金属电极,与内电极相连接,引出容量。 
阻挡层:镍镀层,热阻挡作用,可焊的镍阻挡层能避免焊接时Sn层熔落。 
焊接层:Sn镀层,提供焊接金属层。  

3.MLCC的设计制造  

  A. 材料选用

  瓷粉:它是产品质量水平高低的决定性因素,采用技术不成熟的瓷粉材料会存在重大的
质量事故隐患。
  进口:北美中温烧结瓷粉、日本高温烧结瓷粉均较成熟。
  国产材料:I 类低 K值瓷粉较成熟。

  内浆:它是产品质量水平关键因素,基本要求是与瓷粉材料的匹配性好,如采用     与瓷粉材料匹配性不良的内浆制作MLCC,其可靠性会大大下降。

  端浆:它是产品性能高低的重要因素,如端浆选用不当,则所制作的端电极电气及机械性能低。

  B.  工艺流程

MLCC制作工艺流程图 

4.MLCC的性能

  A. 常规电性能

C :容量范围  0.5~10000000pf

DF:损耗最为标准的写法:使用百分率写法 例如:COG 要求〈0.015%;X7R<2.5%
Y5V<3.5%     一般地 COG 类<10*10-4 ; X7R类<250*10-4;Y5V类<500*10-4

BV:一般为直流击穿电压(BDV)

IR:绝缘电阻,一般地COG 类>1000?F,  X7R和Y5V类 >500?F

B. 几个值得关注的参数

TCC:温度容量特性,注意同为 X7R产品其常温附近的容量稳定性不一样。
ESR:等效串联电阻
ESL:等效串联电感
Q 值:是DF、ESR、ESL的综合,在高频电路中加倍关注。

 C. 可靠性

高压寿命试验
抗弯曲试验
耐焊接热试验

5.MLCC的选用

  A. 标称容量:

 

  B. 额定电压:

mlcc电容耐压等级 

  C. 容量误差级别:

mlcc容量误差级别 

  D. 尺寸规格要求

MLCC尺寸规格要求 

  E. 其它要求

   材料特性(TCC) :COG   X7R    Y5V
   ESR、ESL、Q 值:采用 COG 用于高频谐振电路时。
   交流击穿压:交流电路,电压变化较大时。

6.MLCC使用注意事项

检测:检测方法要正确,容量会因检测设备的不同而有偏差;

搬运与储存:注意防潮,Y5V与X7R产品存放时间太长,容量变化较大。

焊接:片式瓷介电容器的端头可适用于多种焊接方法。通常推荐具有抗侵蚀的三层镀镍阻挡层端电级;对环氧粘接,建议使用钯-银端电极。无论哪一种焊接方法均需注意预热,尤其是对大规格产品。

清洗:焊料会一定情度影响绝缘电阻,保证清洗。

7.MLCC技术发展简介

绿色环保:无镉、无铅要求
小型化:移动通讯
薄介质大容量化:替代铝、钽电容
残金属化:降成本


Tags:MLCC,陶瓷电容,电容  
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